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杰出贡献

英国科学家弗雷德.霍伊尔(Fred Hoyle)于2001年8月20日逝世,享年86岁。霍伊尔无疑是第二次世界大战以后,最重要的物理学家之一。他的主要贡献在于解决了化学元素的宇宙起源问题:1954年,他已证明从氮到碳这些轻元素能够在温度为1亿开的红巨星中产生:1957年,他和伯比奇(G.and M.Burbidge)夫妇、福勒(W.A.Fowler)四人提出了著名的B²FH元素合成理论;1967年,霍伊尔、福勒和瓦戈纳(R.V.Wagoner)合作,用大爆炸理论解释了所有其他轻元素的起源,彻底完成了这一壮举。

他把几十年的时间用在研究宇宙起源之谜上,1948年,与戈尔德(T.Gold)和邦迪(H.Bondi)一起提出了稳恒态宇宙模型,认为宇宙从来都是存在的。虽然,后来的一些观测事实有利于宇宙创生大爆炸(Big Bang)*学说,但霍伊尔与G.伯比奇和纳里卡(J.V.Narliker)于1993年仍提出了准稳恒态宇宙模型,亦可见他对宇宙学研究的执着精神。

他和魏克拉马辛格(C.Wickramasinghe)还探索了地球就生命的起源问题,认为地球上的生命来源于太空,组成生命的一些复杂分子是由彗星或陨星携带到地球上来的(以下简称HW学说)。此学说多年来成为理论界-个有争议的问题,但近年来发现了一些有利于HW学说的事例。

霍伊尔的研究涉及到现代天体物理学的众多领域,他还发表了不少科普著作,写过幻想小说和剧本,如和别人合作写过一个名为A for Andromeda的电视连续剧(参见中国大百科全书·天文学卷1980年12月,167页)。

然而,直言不讳和不遵从科学界门户之见也使他成为一位有争议的人物,他对一些权势机构的不断批评可能是他落选诺贝尔物理学奖的原因。虽然,对B²FH理论的主要贡献应归功于霍伊尔,但1983年的诺贝尔奖却只授予了福勒。

有利于HW学说的例证

一、1994年,一些天文学家在人马座B2星际气云的光谱中发现甘氨酸的谱线。该气云是恒星、行星还可能是彗星形成的温床。这是1977年HW学说问世17年后获得的首例证明。

二、2000年1月,在玻色国家基础研究中心工作的恰克拉巴尔提(S.ChKrabarti)夫妇.宣称他们的计算机模型可以解释一个一直困扰着人类的谜:为什么生命会在地球于45亿年前形成之后又过了6亿年突然开始出现?

他们从研究一含有氢、碳、氧和氮等十几种元素,跨度为7光年(~6.6×10¹米)的典型星际气云开始,气云在自身的引力作用下坍缩。当用计算机模拟这团气云经过100万年坍缩到跨度为1百亿(10)米大小时,他们发现这些元素已经结合

产生出了巨量的腺嘌呤 (Adenine) 腺嘌呤是脱氧核糖核酸(DNA)中的一种碱基。

这两位科学家说,如果地球曾经穿越这样的星际气云,就会有数百万吨腺嘌呤这种生命有机物质降落到地球上来。

但英国曼彻斯特大学的米勒（T.Millar）怀疑:在温度接近绝对零度的寒冷深空是否有足够的能量促进这些元素发生化学反应生成腺嘌呤,即使形成了也会因其他反应过程而被破坏。

三、2001年1月,魏克拉马辛和他的同事们在印度的海德拉巴释放了一个气球,气球携带了几个经过消毒后的真空钢制容器,在气球通过大气层20-41千米时的四个不同高度上,容器分别采集了大气样品。气球着陆后,科学家们立即对四个收集有气样的容器和两个密闭容器进行分析研究,结果发现在高空被打开采样的容器内有细菌集丛而密闭容器未被细菌污染。

魏克拉马辛格说,如果这些细菌是从地面吹起的,则在更高的高空也还会有残存的细菌;但他同时指出,16千米以上是一个对流层顶的大气“屏障”区,在这一高度,温度随高度的增加不是变冷而是变暖,这就阻挡了大气对流,从而也就阻挡了来自地面的细菌进入到更高的大气层。如果这些细菌是天外来客,按照魏克拉马辛格的估算,若每个细菌集丛包含100个细菌,则平均每天落入地球的地外细菌就将达到1/3吨。

HW学说是否成立,尚待更多的事例加以证实,但这几个例子己可初步告慰霍伊尔在天之灵了。

谨以此文纪念为自己在科学史上赢得了永久的一席之地的弗雷德·霍伊尔爵士。

*Big Bang(哗嘭)是1950年霍伊尔给命名的,颇具嘲讽之意,但科学界却一直沿用至今。

(责编李芝萍)